Химия и Химики № 7 2013. Эксперименты с природным газом

Огненное дыхание (горение метана)

Ранее я проводил эксперимент "огненное дыхание" с пропан-бутановой смесью [1]. Принцип и техника выполнения опыта просты, хотя, у некоторых людей могут возникнуть психологические трудности (не каждый решится на такое). Я вдыхал газ через трубку, соединенную с бытовым пропан-бутановым баллоном, при этом газ вдыхал через рот, а воздух выдыхал через нос - стараясь, чтобы легкие наполнились углеводородами. После этого набирал полный рот пропан-бутановой смеси и выдыхал ее в пламя зажигалки. В случае успешного выполнения опыта происходила голубая или желто-голубая вспышка.

Приведенное описание опыта вызывает у многих людей опасения. Мне лично известен случай, когда аналогичный эксперимент с водородом закончился фатально, а во втором случае экспериментатор отделался испугом [2]. Взрыв гремучей смеси в легких грозит мучительной смертью.

К счастью, в отличие от водорода, у пропана и бутана довольно узкие пределы воспламеняемости смеси с воздухом [3], а, кроме того, сравнительно невысокая скорость горения: если выдыхать газ с достаточной скоростью, пламя не попадет в ротовую полость, а тем более - в легкие.

И, разумеется, ни в коем случае нельзя делать вдох - до тех пор, пока огонь не погаснет!
(Иначе можно засосать пламя в легкие.)

Следует также учитывать, что вдыхание бутана вызывает у некоторых людей наркотическое опьянение, сходное с опьянением под действием закиси азота (веселящий газ).

Я решил провести аналогичные опыты с метаном. Метан имеет несколько более широкие пределы воспламеняемости в смесях с воздухом, но все равно интервал образования опасных смесей достаточно узкий [3].

Метан не оказывает наркотического действия, а главное, его источник практически не лимитирован - газовая плита. (Пропан-бутановый баллон есть не у всех.) Разумеется, в подобных экспериментах нужно быть крайне осторожным: рядом должен находиться человек, способный оказать первую помощь (а именно - сделать искусственное дыхание) - в случае, если экспериментатор потеряет сознание от гипоксии (нехватка кислорода).

Для опытов по "огненному дыханию" я использовал тот же способ подачи метана, что и в экспериментах с пакетами. Газ вдыхал через трубку, заполнял ним легкие и ротовую полость, после чего выдыхал в пламя зажигалки. В случае успешной попытки происходила эффектная вспышка, но, к сожалению, так было не всегда.

Вскоре я понял некоторые особенности выполнения опыта.

Дуть нужно медленно. Зажигалку поднести близко к губам. Если вы будете выдыхать газ быстро, пламя зажигалки погаснет, но если слишком медленно - вспышка может произойти чересчур близко - есть шанс обжечь губы, нос и лицо. Во время некоторых опытов я чувствовал жжение кожи губ и носа, волосы на лице немного обгорели (для подобных экспериментов это обычное дело). На некоторых кадрах видео заметно, как пламя вырывается из самого носа - без какого-либо зазора между огнем и кожей. Разумеется, в такие моменты ощущения были не совсем приятными.

Защитных очков под рукой не было, поэтому я просто закрывал глаза - не дожидаясь результатов опыта.

Важно дуть точно на пламя зажигалки: не выше пламени и не в сторону. Много попыток не получилось, хотя я, казалось бы, тщательно заполнил легкие и ротовую полость метаном. Позже - при просмотре видео - оказалось, что я дул не на пламя зажигалки, а заметно выше его.

Желательно сделать глубокий, плавный выдох, чтобы загорелся не только метан, который был во рту, но и тот, что был в легких. Во время некоторых опытов происходило сразу две вспышки (с коротким промежутком). Сначала слабая - это горел метан, который был в ротовой полости, потом более сильная - загорался метан, который ранее находился в легких. В одном из экспериментов вторая вспышка чуть не обожгла лицо, т.к. я ее не ожидал и престал выдувать газ, в результате вспышка произошла вплотную к лицу.

В некоторых опытах выдыхаемый метан горел не только синим, но и желтым пламенем: это признак того, что он не до конца перемешался с воздухом. Во время некоторых вспышек был слышен хлопок - отдаленное подобие взрыва смеси метана с воздухом.

Позаботьтесь про удобную зажигалку, которая загорается легко и с первой попытки (например, "пьезо"). Моя зажигалка оказалось неудобной, что сильно усложнило выполнение опыта.
__________________________________________________
¹ См. подборку статей Эксперименты с пропан-бутановой смесью [ссылка]

² См. статью Опыты с гремучим газом ч.5. Взрыв воздушного шарика с гремучим газом [ссылка] (Рискованный опыт Розье).

³ См. статью Эксперименты с пропан-бутановой смесью (приложение). Пределы воспламеняемости газов в смеси с воздухом и кислородом [ссылка]

Смотреть Видео (57 Мб, .avi )